多物理场耦合界面数据传递的仿真研究.pdf

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1、第32卷第1期计算机仿真2015年1月文章编号：1006—9348(2015)01—0023-06多物理场耦合界面数据传递的仿真研究孙学功l

2、(1．国防科学技术大学，湖南长沙410073；2．空间物理重点实验室，北京100076)摘要：高超声速飞行器的系统仿真是一个气动流场、结构应力场以及结构温度场的高度耦合过程，仿真过程中，需要在耦合界面上完成数据的迭代交换，传递的内容主要包括位移、速度、压力、温度等耦合数据，主要作用就是完成各个耦合场的方程之间参数的传递，在统一的仿真时间内实现仿真的迭代。耦合

3、界面数据传递的技术难点在于要保证耦合界面处的总功守恒以及多物理场耦合仿真的精度。目前大多采用以插值为主的局部数据传递方法针对二元耦合开展研究与应用_】l3J，局部插值的缺点在于全局精度偏低，偏差较大，计算速度不高。采用径向基函数法(RBF)，对界面数据交换方法的仿真应用进行了研究，验证结果表明，计算精度满足仿真要求，求解方程的速度较快，工程应用效果较好。关键词：多物理场耦合；径向基函数法；界面数据传递中图分类号：TP311．52文献标识码：BSimulationofDataExchangeofMu

4、lti-PhysicsCouplingSurfacesSUNXue—gong’(1．CollegeofAerospaceScienceandTechnology，NationalUniversityofDefenseTechnology，ChangshaHunan410073，China；2．ScienceandTechnologyonSpacePhysicsLaboratory，Beijing100076，China)ABSTRACT：Thesystemsimulationofhypersoni

5、cvehiclesisahi【ghcouplingprocedureofaerodynamicfield，stressfieldandtemperaturefieldofstructure．Inthesimulationprocedure，thedataexchangeineachiterationshouldbefinishedonthecouplingsurface．Theexchangedcontentmainlyincludesthecouplingdataofdisplacement，v

6、elocity，stress，temperatureandSOon．Itaimsatparameterstransferoftheequationswithinthesescouplingfields’anda-chievessimulationiterationinauniformsimulationtimestep．ThetechnicaldificultiesinthedataexchangeofCOU-piingsurfacesarekeepingtheconservationofpowe

7、randtheprecisionofmulti—physicscoupling⋯．Atpresent，thelocaldataexchangemethodsmainlybasedoninterpolationfordualcouplingalestudiedandapplied．Thedisadvanta-gesofthelocaldataexchangemethodsarelowglobalprecision，bigdeviationandlowcomputingspeed．Inthispa—p

8、er，asurfacedataexchangemethodwithRadialBasedFunctionmethod(RBF)wasstudiedand印pliedinmulti—physicscouplingsimulation．Theexperimentalresultsshowthatthecomputingprecisionsatisfiesthesimulation’Sre·quirement，thespeedofsolvingtheequationsisquickenough，andt

9、heefectivenessofapp~ingthepresentedmethodinengineeringisgood．KEYWORDS：Multi-physicscoupling；Radialbasedfunctionmethod；Dataexchangeofsurface1引言真实情况的飞行性能。高超声速飞行器的系统仿真面临许多复杂的问题和挑开展高超声速飞行器的多物理场耦合仿真，需要在耦合战，其功能复杂、机理复杂，具有多自由度、多变量、非线性、界面上完成位移、速度、压力、温度